Potencial do reator anaeróbio de leito fixo-estruturado e fluxo descendente para o tratamento de drenagem ácida de minas em co-digestão com vinhaça (2018)
- Authors:
- Autor USP: GODOI, LEANDRO AUGUSTO GOUVÊA DE - EESC
- Unidade: EESC
- Sigla do Departamento: SHS
- Subjects: DRENAGEM EM MINAS; BACTÉRIAS; VINHAÇA; FERRO; REATORES ANAERÓBIOS
- Keywords: Leito fixo-estruturado; Bactérias redutoras de sulfato
- Agências de fomento:
- Language: Português
- Abstract: No presente trabalho foi avaliado o potencial do reator anaeróbio de leito fixo-estruturado e fluxo descendente (down-flow fixed strucutured bed reactor - DFSBR) para o tratamento de drenagens ácidas de minas (DAM) com vistas à recuperação de metais. Vinhaça de cana-de-açúcar foi utilizada como doador de elétrons para bactérias redutoras de sulfato (BRS) e ferro ('FE POT.2+') foi adicionado como metal de referência. Em associação com a sulfetogênese, produção de metano foi promovida pela relação DQO/'SO IND.4''POT.2-' de 2,0, maior que a relação estequiométrica de oxidação da matéria orgânica via redução de 'SO IND.4''POT.2-' (0,67). Concentrações afluentes de DQO e 'SO IND.4''POT.-2' > da ordem de 4000 mg/L e 2000 mg/L, respectivamente, foram mantidas durante todo o período experimental (547 dias), sendo o reator operado com TDH de 20 h. Durante a ETAPA 1 (277 dias) o DFSBR foi alimentado com substrato sintético simulando a fração solúvel da vinhaça e recebeu cargas crescentes de ferro (0,07 a 0,51 g 'FE POT.2+'L.d) para avaliação do potencial de remoção de metais. Foram obtidas eficiências de remoção de DQO e 'SO IND.4''POT.2-' de 94±2% e 97±3%, respectivamente. Remoção de ferro de 95±5% foi alcançada, assim como proporções crescentes de ferro (de até 55%) nas cinzas do precipitado. Ao longo da ETAPA 2 (100 dias) vinhaça foi utilizada como único doador de elétrons e diferentes razões de recirculação foram estudadas (O, 50, 100 e 150 vezes), com velocidades superficiais do escoamento variando de 0,03 a 5,20 m/h. A eficiência de remoção de DQO de 82±6% foi atribuída à presença de compostos recalcitrantes na vinhaça, ao passo que a remoção de 'SO IND.4''POT.2-' permaneceu próxima da alcançada na ETAPA 1 (95±5%). Uma produção volumétrica de metano da ordem de 390 mL 'CH IND.4'/L.d foi obtida (CNTP). A despeito da variação nas taxas de reciclo,maior estabilidade e eficiência de remoção de ferro (96±3%) foram determinadas na ausência de recirculação, com ganhos econômicos para o processo. Durante a ETAPA 3 (170 dias) a diminuição gradativa do pH afluente de 6,30 para 3,50 foi realizada. Apesar da supressão de alcalinidade, o sistema atingiu eficiências de remoção de 'SO IND.4''POT.2-' de 97±1% e remoção de ferro de 95±4%. Foram observados efeitos adversos sobre o metabolismo metanogênico, com queda na produção de metano de 380 para 230 mL 'CH IND.4'/L.d, acompanhada por aumento da DQO residual no efluente (1500 mg DQO/L). Ainda assim, o DSFBR foi capaz de elevar o pH da água residuária de 3,5 para 6,9, confirmando o potencial do sistema para a neutralização de DAM. A caracterização da comunidade microbiana por análise do sequenciamento do gene RNAr 16S indicou predominância dos gêneros Desulfovibrio e Methanosaeta, comprovando o estabelecimento simultâneo dos processos sulfetogênicos e metanogênicos. Por fim, os resultados apontaram perspectivas promissoras de aplicação do DFSBR ao tratamento de DAM via redução de 'SO IND.4''POT.-2' favorecendo a precipitação e separação de metais em reator de único estágio. A vinhaça de cana-de-açúcar também se mostrou um adequado doador de elétrons para o processo
- Imprenta:
- Publisher place: São Carlos
- Date published: 2018
- Data da defesa: 14.05.2018
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ABNT
GODOI, Leandro Augusto Gouvêa de. Potencial do reator anaeróbio de leito fixo-estruturado e fluxo descendente para o tratamento de drenagem ácida de minas em co-digestão com vinhaça. 2018. Tese (Doutorado) – Universidade de São Paulo, São Carlos, 2018. Disponível em: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18138/tde-19032019-162327/. Acesso em: 03 out. 2024. -
APA
Godoi, L. A. G. de. (2018). Potencial do reator anaeróbio de leito fixo-estruturado e fluxo descendente para o tratamento de drenagem ácida de minas em co-digestão com vinhaça (Tese (Doutorado). Universidade de São Paulo, São Carlos. Recuperado de http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18138/tde-19032019-162327/ -
NLM
Godoi LAG de. Potencial do reator anaeróbio de leito fixo-estruturado e fluxo descendente para o tratamento de drenagem ácida de minas em co-digestão com vinhaça [Internet]. 2018 ;[citado 2024 out. 03 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18138/tde-19032019-162327/ -
Vancouver
Godoi LAG de. Potencial do reator anaeróbio de leito fixo-estruturado e fluxo descendente para o tratamento de drenagem ácida de minas em co-digestão com vinhaça [Internet]. 2018 ;[citado 2024 out. 03 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18138/tde-19032019-162327/ - Interferência da sulfetogênese na produção de metano a partir de águas residuárias ricas em carboidratos
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